题目内容

工业上用纯净的氧化铝为原料，采用电解的方法制铝．冶炼的主要设备是一个呈长方形的电解槽．电解槽的外面是钢壳，内衬耐火砖作为绝缘和保护层．用碳作槽底，底部的碳块跟它下部的钢导电棒相连接，槽中有带有导电杆的两排碳块，中间是熔融冰晶石(Na3AlF6，它是Al2O3的“熔剂”，在1000℃左右就可以得到熔融Al2O3)和氧化铝(Al2O3)的熔融体．其电解装置如图所示：

(1)电解槽中阳极材料是________，阴极材料是________．

(2)工业冶炼铝的原理用电极反应式可表示为________．

(3)电解冶炼铝的过程中，除了定期补充氧化铝外，还要定期补充________，这样做的理由是________．

(4)氯化铝的熔点只有190℃，但不用电解熔融AlCl3来制铝，其理由是________．

(5)工业冶炼镁，不是电解熔融MgO，而是电解熔融MgCl2，理由是________．

答案：
解析：

　　答案：(1)碳块(由两排碳块组成)　碳块(由槽底的碳块组成)

　　(2)阳极：6O2－－12e－3O2↑；

　　阴极：4Al3+＋12e－4Al

　　(3)碳块　在阳极产生的O2会与碳电极反应产生二氧化碳：C＋O2＝CO2，为了保护阳极的碳电极，因此，要定期补充碳块

　　(4)氯化铝不是离子化合物，而是共价化合物，熔融AlCl3不能电离产生Al3+，所以，工业上不能用电解熔融AlCl3来冶炼铝

　　(5)因为MgO的熔点(2800℃)很高，要熔化MgO能耗很大，而离子化合物MgCl2的熔点(714℃)比MgO要低，所以，工业冶炼镁是电解熔融MgCl2

　　

　　点评：工业上金属的电解冶炼，运用的是电解原理，金属单质在阴极产生．通常是电解金属的熔融离子化合物，化合物的选择还应考虑到它的性质与能耗．


练习册系列答案
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（2013?德州模拟）Ⅰ．工业上用电解熔融氧化铝的方法来制取金属铝．纯净氧化铝的熔点很高（约2045℃），在实际生产中，通过加入助熔剂冰晶石（Na3AlF6）在1000℃左右就可以得到熔融体．
图1是电解槽的示意图．

（1）写出电解时阴扳的电极反应式
Al3++3e-=Al
Al3++3e-=Al
．
（2）电解过程中生成的氧气全部与石墨电极反应生成C0和C02气体．因此，需要不断补充石墨电极．工业生产中，每生产9t铝阳极损失5.4t石墨．生成的二氧化碳的物质的量为
5×104
5×104

Ⅱ．工业上用铝土矿（主要成分是Al2O3，还含有Fe203、Si02）提取氧化铝做冶炼铝的原料．其中一种提取的搡作过程如（图2）：
请回答下列问题：
（1）请写出甲溶液中通入足量二氧化碳生成氢氧化铝的离子方程式
AlO2-+CO2+2H2O=HCO3-+Al（OH）3↓
AlO2-+CO2+2H2O=HCO3-+Al（OH）3↓
．
（2）沉淀乙是Fe203和Si02的混合物，向其中加入足置盐酸，写出反应的离子方程式
Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O
Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O
，充分反应后过滤，将滤液加热蒸干灼烧，最后可得到红褐色固体，用简要的文字和化学方程式说明这一变化过程
FeCl3+3H2O?Fe（OH）3+3HCl，加热促进水解，且盐酸易挥发，化学平衡正向移动，生成氢氧化铁，最后灼烧氢氧化铁分解生成氧化铁，2Fe（OH）3═Fe2O3+3H2O
FeCl3+3H2O?Fe（OH）3+3HCl，加热促进水解，且盐酸易挥发，化学平衡正向移动，生成氢氧化铁，最后灼烧氢氧化铁分解生成氧化铁，2Fe（OH）3═Fe2O3+3H2O
．
（3）上述提取氧化铝的方法叫碱溶法．工业生产中还有一种酸溶法．
第一步：向铝土矿中加盐酸，然后过滤；第二步：处理得到的滤液．请你思考第二步操作中使用的化学试剂是
NaOH溶液或强碱溶液
NaOH溶液或强碱溶液
．

工业上用铝土矿(含氧化铝、氧化铁)制取金属铝的生产过程如下框图

请回答下列问题：

(1)写出铝土矿与氢氧化钠溶液反应的离子方程式________．

(2)沉淀C的化学式为________，该物质除了用于金属冶炼以外，还可用作________．电解熔融的氧化铝时，物质α是________，其作用是________．

(3)在实验室中欲从溶液E中得到较纯净的固体NaOH，需要进行的操作顺序是：________、趁热过滤、________、________．

(4)生产过程中，可以循环使用的物质有四种，除NaOH、H2O以外，另外两种物质是________、________(填化学式)．

Ⅰ．工业上用电解熔融氧化铝的方法来制取金属铝．纯净氧化铝的熔点很高（约2045℃），在实际生产中，通过加入助熔剂冰晶石（Na3AlF6）在1000℃左右就可以得到熔融体．
图1是电解槽的示意图．

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（1）写出电解时阴扳的电极反应式______．
（2）电解过程中生成的氧气全部与石墨电极反应生成C0和C02气体．因此，需要不断补充石墨电极．工业生产中，每生产9t铝阳极损失5.4t石墨．生成的二氧化碳的物质的量为______
Ⅱ．工业上用铝土矿（主要成分是Al2O3，还含有Fe203、Si02）提取氧化铝做冶炼铝的原料．其中一种提取的搡作过程如（图2）：
请回答下列问题：
（1）请写出甲溶液中通入足量二氧化碳生成氢氧化铝的离子方程式______．
（2）沉淀乙是Fe203和Si02的混合物，向其中加入足置盐酸，写出反应的离子方程式______，充分反应后过滤，将滤液加热蒸干灼烧，最后可得到红褐色固体，用简要的文字和化学方程式说明这一变化过程______．
（3）上述提取氧化铝的方法叫碱溶法．工业生产中还有一种酸溶法．
第一步：向铝土矿中加盐酸，然后过滤；第二步：处理得到的滤液．请你思考第二步操作中使用的化学试剂是______．
Ⅰ．工业上用电解熔融氧化铝的方法来制取金属铝．纯净氧化铝的熔点很高（约2045℃），在实际生产中，通过加入助熔剂冰晶石（Na3AlF6）在1000℃左右就可以得到熔融体．
图1是电解槽的示意图．

（1）写出电解时阴扳的电极反应式    ．
（2）电解过程中生成的氧气全部与石墨电极反应生成C0和C02气体．因此，需要不断补充石墨电极．工业生产中，每生产9t铝阳极损失5.4t石墨．生成的二氧化碳的物质的量为   
Ⅱ．工业上用铝土矿（主要成分是Al2O3，还含有Fe23、Si02）提取氧化铝做冶炼铝的原料．其中一种提取的搡作过程如（图2）：
请回答下列问题：
（1）请写出甲溶液中通入足量二氧化碳生成氢氧化铝的离子方程式    ．
（2）沉淀乙是Fe23和Si02的混合物，向其中加入足置盐酸，写出反应的离子方程式    ，充分反应后过滤，将滤液加热蒸干灼烧，最后可得到红褐色固体，用简要的文字和化学方程式说明这一变化过程    ．
（3）上述提取氧化铝的方法叫碱溶法．工业生产中还有一种酸溶法．
第一步：向铝土矿中加盐酸，然后过滤；第二步：处理得到的滤液．请你思考第二步操作中使用的化学试剂是    ．

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